圖片來源:Science/EVA MEZEY博士,NINDS |
近年來,幹細胞研究表明,幹細胞具有顯著的能力可以變成不同型別的細胞,即使在它們已經開始沿著特定的發育路徑發展之後也是如此。科學家們對利用這種多功能性來修復受損的脊髓和大腦特別感興趣。研究表明,移植到大腦中的神經幹細胞會在整個器官中遷移,並顯然會發育成存在於大腦中的細胞型別。另外的研究表明,即使是骨髓幹細胞也可以變得像神經元一樣——至少在培養中是這樣。現在,今天發表在《科學》雜誌上的兩項新研究首次證明,骨髓細胞可以在活體動物中完成這一壯舉。這項研究表明,骨髓可以為替換因中樞神經系統損傷或帕金森病等神經退行性疾病而丟失或受損的神經元提供現成的來源。
在第一項研究中,美國國家神經疾病和中風研究所 (NINDS) 的 Eva Mezey 及其同事將正常雄性小鼠的骨髓細胞移植到無法產生免疫系統細胞的新生雌性小鼠體內。移植四個月後,研究人員檢查了雌性小鼠的大腦。令他們驚訝的是,研究人員在大腦的幾個區域發現了明顯來自移植細胞的神經元樣細胞。(雄性來源細胞中的 Y 染色體充當天然標記。)似乎骨髓細胞到達大腦後,就轉化成了神經元(上圖;綠點表示 Y 染色體)。
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在第二項研究中,斯坦福大學的 Helen Blau 及其同事從成年小鼠身上提取了表達一種名為綠色熒光蛋白的標記物的骨髓,並將其注射到其他接受輻射以消除骨髓的成年小鼠體內。在那裡,移植的骨髓細胞也進入了大腦的各個區域。此外,其中一些細胞長出了長長的纖維併產生了一種表明活性的蛋白質,這表明它們的功能類似於天然神經元。
Blau 表示,來自成年小鼠的骨髓產生神經元細胞表明,需要替換神經元的患者可以用自己的細胞進行治療,而這些細胞不會被免疫系統排斥。然而,在骨髓細胞可以在人體中進行測試之前,研究人員仍有基本問題需要解決。例如,哪一部分骨髓細胞會發育成神經元仍有待確定。而且,骨髓來源的神經元是否完全正常地發揮功能尚不清楚。但是,這些新結果可能會刺激進一步的研究。NINDS 主任 Gerald D. Fischbach 評論說:“這些是非常重要的研究,做得非常細緻,對腦部疾病和基礎發育生物學具有明確的意義。”